ROCZN. PZH, 1997, 48, NR 1
PAWEŁ GORYŃSKI, IRENA SZUTOWICZ, BOGDAN WOJTYNIAK
S Z A C O W A N IE N A R A Ż E N IA L U D N O Ś C I N A Z A N IE C Z Y S Z C Z E N IA P O W IE T R Z A A T M O S F E R Y C Z N E G O
THE ASSESSMENT OF POPULATION EXPOSURE TO AMBIENT AIR POLLUTION
Zakład Statystyki Medycznej, Państwowy Zakład Higieny 00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24
Kierownik: dr P. Goryński
W pracy przedstawiono wyniki pomiarów zanieczyszczeń powietrza atmosfery cznego (SOi i pyłu zawieszonego) na terenie Poznania i całej Polski. Przy pomocy krigingu (ARC/INFO) oszacowano poziomy badanych zanieczyszczeń oraz nara żenie ludności zamieszkałej na obszarze Poznania i całej Polski. Stwierdzono, że 24% ludności zamieszkuje na terenach o zanieczyszczeniu (SO2) przekraczają cym dopuszczalną normę średnioroczną 32[igln?.
WSTĘP
Pom iary stężeń zanieczyszczeń pow ietrza atm osferycznego w Polsce prow adzone są rutynowo od szeregu lat przez Państwową Inspekcję S an itarn ą (PIS) i Państw ow ą Inspekcję O chrony Środow iska (P IO Ś ). Wyniki tych bad ań publikow ane są od kilku lat przez te dwie instytucje w specjalnych opracow aniach [4]. P rezentow ane są w nich param etry charakteryzujące stężenie różnych zanieczyszczeń pow ietrza atm osferycz nego w Polsce. Przedstaw iane są także terytorialne zróżnicow ania zanieczyszczeń p o wietrza w kraju i tendencje zm ian zanieczyszczeń pow ietrza atm osferycznego w o sta t nich latach.
W ram ach specjalnych b ad ań epidem iologicznych prow adzone są czasem w kraju pom iary zanieczyszczeń pow ietrza atm osferycznego na wybranych małych obszarach. Tego typu pom iary z zastosow aniem gęstej sieci tzw. m onitorów pasywnych wykony wano w b adaniu SA V IA H , k tóre było prow adzone we w spółpracy z ośrodkam i n a u k owymi w Anglii, H olandii i Czechach [3].
Rutynow o wykonywane pom iary dają dobry obraz geograficznego zróżnicow ania poziom ów tych zanieczyszczeń i pozwalają na analizę trendów czasowych. Istotnym problem em jest je d n a k w ykorzystanie tych danych do globalnej oceny narażenia lud ności Polski na różne zanieczyszczenia pow ietrza atm osferycznego.
Celem prezentow anej pracy była p róba oszacowania na podstaw ie rutynow o zb ier anych danych narażenia ludności Polski na zanieczyszczenia pow ietrza S 0 2 i pyłem zawieszonym w oparciu o m etodykę opracow aną dla m ałych obszarów.
38 P. Goryński i in. N r 1 MATERIAŁ I METODY
W pracy analizowano informacje pochodzące z dwóch źródeł. W pierwszym etapie pracy analizowano informacje pochodzące z polskiej części prowadzonego w czterech krajach europe jskich badaniach SAVIAH [2] (Small Area Variations in Air Quality and Health) finansowanego częściowo przez Unię Europejską. Badanie to prowadził w Polsce Zakład Statystyki Medycznej Państwowego Zakładu Higieny a w części terenowej realizowanej w latach 1992-1993 współuczestniczyła Wojewódzka Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna w Poznaniu.
Teren badania obejmował pas miasta Poznania biegnący z północnego zachodu na połud niowy wschód (rye. 1). Kształt i przebieg pasa badania uwarunkowany był dominującymi w ciągu roku w mieście wiatrami o kierunku z północnego zachodu na południowy wschód. W pasie tym utworzono sieć 80 punktów pomiarowych do oceny stężeń SO2 w powietrzu atmosfery cznym. 54 punkty pomiarowe znajdowały się w pobliżu szkół, których uczniowie objęci byli specjalnymi badaniami ankietowymi dotyczącymi ich stanu zdrowia (głównie występowania objawów ze strony układu oddechowego).
Rye. I. Wybrane warstwy zdygitalizowanej mapy Poznania z zaznaczonym terenem badania. Digitalized map of Poznan - selected layers; study area shaded
40 P. Goryński i in.
Ryc. 2. Średnie wartości stężeń SO2 (w /xg/m3) w powietrzu atmosferycznym w punktach po miarowych w Poznaniu, dane dla okresu jesienno-zimowego 1992/1993.
Mean SO2 concentration in monitoring points in Poznań - heating season 1992/1993 (in Mg/m3)
źródeł emisji dw utlenku siarki (kotłow nie i indyw idualne paleniska dom ow e). U zyskane wyniki posłużyły do m odelow ania zanieczyszczeń pow ietrza na całym obszarze objętym badaniam i (ryc. 3).
Jak stw ierdzono wcześniej te ren badania w Poznaniu podzielono na m ałe obszary (rejony spisowe), dla których uzyskano dane o liczbie zam ieszkałej ludności. N a jw iększą gęstość zaludnienia obserw uje się w centrum m iasta, gdzie rów nież występuje najwyższy poziom zanieczyszczeń.
N ałożenie m apy gęstości zaludnienia na m apę m odelow anych zanieczyszczeń p o w ietrza w system ie A R C /IN F O pozwoliło na oszacow anie o dsetka osób narażonych na określone stężenia dw utlenku siarki w miejscu zam ieszkania na te ren ie objętym b a d a niom (tab. I). M ożna stwierdzić, że około 30% ludności n arażo n e było na zanieczysz czenia pow ietrza atm osferycznego SO2, przekraczające lOO/ig/m3.
Z najom ość w spółrzędnych m iejsca zam ieszkania 4400 dzieci objętych b ad an iem stanu zdrow ia, pozw oliła na oszacow anie narażenia tych dzieci na dw utlenek siarki.
Narażenie ludności na zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego 41
Ryc. 3. Modelowane stężenia SO2 (w Mg/m3) w powietrzu atmosferycznym na terenie objętym badaniami w Poznaniu w okresie jesienno zimowym 1992/1993.
Modelled SO2 concentration (kriging) in the study area in Poznań - heating season 1992/1993 (in Mg/m3).
Jak widać z tabeli I około 1/4 dzieci w wieku 8 -9 lat w Poznaniu na obszarze objętym badaniem była narażona w sezonie grzewczym na dw utlenek siarki w pow ietrzu a t mosferycznym o stężeniu przekraczającym 100 /ig/m 1. Wyniki b ad an ia S A V IA H w ska zują rów nocześnie, że narażenie na stężenia dw utlenku siarki o tym poziom ie jest związane ze zwiększonym ryzykiem w ystąpienia niekorzystnych objawów ze strony układu oddechow ego (kaszel, astm a).
Średnioroczne stężenia S O2 w pow ietrzu atm osferycznym w Polsce w 1993 r. w a hały się w granicach od 1 do 99 /ug/m3 przy czym największe zanieczyszczenie obserw o wano na południu kraju i w dużych aglom eracjach miejskich - ryc. 4. Stosując p ro ce durę krigingu m odelow ano oszacow ane stężenia SO2 na teren ie całego kraju - ryc. 5. Posługując się danym i G łów nego U rzędu Statystycznego utw orzono m apę ludności Polski wg gm in, k tórą nałożono na m apę modelowanych stężeń SO2 co pozwoliło na oszacowanie rozkładu narażenia ludności Polski na dw utlenek siarki w pow ietrzu atmosferycznym. Jak w iadom o obow iązująca średnioroczna w artość dopuszczalna dla dwutlenku siarki wynosi 32 ц g/m3'. Z przedstaw ionego oszacow ania (tab. II) wynika,
42 P. Goryński i in.
T a b e l a I Oszacowanie rozkładu narażenia na SO2 w powietrzu atmosferycznym mi eszkańców Poznania i dzieci 8-9 letnich na obszarze objętym badaniem w sezonie grzewczym 1993
SO2 exposure distribution of Poznań population and children aged 7-8 years in the study area in 1992/1993 heating season.
Rye. 4. Średnioroczne stężenia SO2 w powietrzu atmosferycznym w Polsce w gminach gdzie prowadzone były pomiary w 1993 r.
Annual average of SO2 daily concentration by smallest administrative unit (gmina) in Poland in 1993 (in /xg/m3).
Narażenie ludności na zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego 43
Ryc. 5. Średnioroczne stężenia SO2 w powietrzu atmosferycznym w Polsce w 1993 r - dane modelowane (kriging).
Modelled (kriging) SO2 concentration in Poland in 1993 (in ^g/m3)
że około 15,8% ludności Polski narażone jest na stężenia S O2 przekraczające o b o wiązującą średnioroczną norm ę.
P o dobną p ro c ed u rę jak dla dw utlenku siarki zastosow ano dla pyłów zawieszonych, których poziom m onitorow any je st w tych samych punktach co S O2 (ryc. 6).
Stw ierdzono, że 26% ludności Polski narażone jest na stężenia przekraczające dopuszczalną norm ę 50 /ttg/m3 (tab. III).
W toku prow adzonej analizy stw ierdzono, że 67% ludności nie jest n arażo n e na przekroczenia norm średniorocznych badanych zanieczyszczeń pow ietrza atm osfery cznego jed n a k praw ie 17% ludności zam ieszkuje na terenach gdzie przekroczone są średnioroczne norm y zarów no dla pyłu zawieszonego jak i dw utlenku siarki.
PODSUMOWANIE
O cena n arażen ia ludności na zanieczyszczenia pow ietrza atm osferycznego je st sp ra wą skom plikow aną i brak dotychczas prostej m etodyki, k tó ra pozwoliłaby na
wykorzys-44 P. Goryński i in.
T a b e l a I I Rozkład narażenia ludności Polski na dwutlenek siarki w powietrzu atmosfery cznym w 1993 r.
SO2 exposure distribution of the population in Poland in 1993.
S‘^ ° 2 Ludność w tys. Odsetki Odsetki skumulowane
Ryc. 6. Średnioroczne stężenia pyłu zawieszonego w powietrzu atmosferycznym w Polsce w 1993 r. - dane modelowane (kriging).
Modelled (kriging) suspended particulate matter concentration in Poland in 1993 (in Mg/m3).
T a b e l a I I I Rozkład narażenia ludności Polski na pyły zawieszone w powietrzu atmosfery cznym w 1993 r.
Suspended particulate matter exposure distribution of the population in Poland in 1993.
js[r 1 Narażenie ludności na zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego 45
tanie rutynow o zbieranych danych monitoringowych do tego celu. Należy p o n a d to zaznaczyć że różne rodzaje zanieczyszczeń m ogą wymagać różnych sposobów m o d e lowania, jed n ak wydaje się, że zaproponow any w tym opracow aniu sposób szacow ania narażenia ludności na SO2 i pyły zawieszone m oże stanowić podstaw ę do dalszych prac nad tym problem em . N a pop arcie tego stw ierdzenia m ożna dodać, że zbliżoną do prezentow anej w niniejszej pracy m etodykę szacowania poziom ów zanieczyszczeń p o wietrza (S O2, N O2) stosow ano w Program ie M onitoringu przenoszenia zanieczyszczeń pow ietrza na duże odległości w E uropie, realizowanym w ram ach E K G O N Z [2]. P - G o r y ń s k i , I . S z u t o w i с z . B . W o j t y n i a k
THE ASSESSMENT OF POPULATION EXPOSURE TO AMBIENT AIR POLLUTION Summary
The air pollution concentrations of SO2 and suspended particulate matter in 1993 in one Polish city Poznan and over entire Poland have been modeled and mapped. The data for Poznan were obtained during special epidemiological study by means of a dense network of passive samples and the data for Poland were obtained from the routine network operated by Sanitary Epidemiological Stations. The modeling employed the kriging method of ARC/INFO computer package. It was found that about 1/3 of Polish population was exposed to the SO2 and/or SPM level that exceeded annual recommended values. In Poznan 25% of children aged 8-9 years were exposed to SO2 level above 100 during heating season 1992/1993.
46 P. Goryński i in.
PIŚMIENNICTWO
1. ARC/INFO Users Guide, Environmental Systems Research Institute INC. 1991. - 2. Barrett K., Seland O. i in.: European Transboundary Acidifying Air Pollution; EMEP/MSC-W Report 1/95; Oslo 1995. - 3. Goryński P., Wojtyniak B., Roszkowska H., Szutowicz I., Szaniecki J. : Badania zanieczyszczeń powietrza i niektórych aspektów stanu zdrowia dzieci w Poznaniu - doniesienie wstępne Przeg. Epid. 1994, 48, 301. - 4. Zanieczyszczenia powietrza w Polsce w 1994 roku: Biblioteka monitoringu środowiska, Warszawa 1995.